海底滑坡的离心模型试验研究

发布时间：2019-09-07 07:38

【摘要】：近年来,海洋资源的开发如石油、天然气等及海洋空间的利用日益引起各国的高度重视。油气勘探开发已逐步由近海转向深海海域,然而不良地质灾害区域发生的海底滑坡,可能引发海啸等自然灾害和改变海底的沉积体系,对深海地区油气钻探、海底电缆、输油管道等海底工程设施构成危害。我国深海油气田海洋资源开发尚属于较粗放阶段,建设能力与技术装备较低,对深海恶劣海域更缺乏设计和施工经验,因此迫切需求根据我国海域和海洋资源开发的特点,针对海底滑坡问题展开系统而深入的研究。滑坡可以发生在陆地或者海底,学者们对陆地滑坡已经做了大量的研究,但是对海底滑坡却研究的很少。海底滑坡常伴随着大量的滑块运动,并且能在较缓的坡度下滑移很远的距离,这会对近海或沿海工程产生很严重的影响。本文依托大连理工大学大型土工鼓式离心机GT450/1.4,针对海底滑坡问题进行了离心模型试验。本文主要开展了以下研究工作： 在鼓式离心机中实现滑坡是研究海底滑坡问题的前提,为此,结合鼓式离心机模型槽的尺寸特点,自主开发了坡度为6。的滑坡装置,滑坡装置可以模拟不同初始滑坡条件下的滑坡过程。根据离心机高速旋转的特点,自主开发了注浆装置,实现了将土样从静止的容器灌入到随离心机高速旋转的滑坡装置中。为了记录滑坡过程,研究滑坡特性,结合离心机模型槽及滑坡装置的特点开发了布置了1套摄像装置,该摄像装置能较好的记录滑坡过程。 利用大型土工鼓式离心机及自主开发的滑坡装置、注浆装置、摄像装置及合理的灯光布置,在改变离心加速度和土体含水率的条件下进行了一系列的海底滑坡离心模型实验。研究表明,当土体含水率一定、离心加速度不同时,对于同一滑移过程,滑移速度随着滑移距离的增加而增大,且增大的趋势趋于缓慢；对于不同的滑移过程,土体滑移的平均速度随着加速度的增加而增大,呈线性对应关系；滑移过程中土体厚度随着加速度的增加而减小,呈线性对应关系；当离心加速度一定、土体含水率变化时,土体滑移的平均速度随着土体含水率的增大而增加,变化基本接近线性；滑移土体厚度随着土体含水率增大而减小,变化基本接近线性。
【图文】：

试验装里图

高速摄像机能够以每秒250喊的速度，分辨率为480x512的像素进行拍摄。实验装置如图1.5所示： SZ I ‘ /debris flewI I Gate 6” s丨opeI ； Sedipenttank； f .I F 丨况 I Sccond jtransducer Glass walled transduce!■ s 拟咖 section II IJ ? ?I ] Pore pressure minsduccr^ \ |Fiow ——*■ 少Qi%h speed Q Toial pressone tj-ansdticers R viiovideo canocra-camcni[. H1? ,tDigial video camera oa railfoUiwrng tbc slide front图1.5试验装置布置图Figure 1.5 Illustration of the experimental setup在实验的开始阶段，将玻璃水罐安装在滑道顶部0.5ni高位置处，0.16W3的泥i}通过2个5.3cm高，15cin宽的阀门泄入通道里。阀门打开的同时开始进行数据采集，在滑动过程中，所有压力信号将同时以500Hz采集频率进行测量。高速摄像机用来进行颗粒的粒径追踪，从而描述流动特性。实验是在炥土与砂土不同比例条件下进行的。(2)使用材料泥菜是用高岭土和良好的褐色石英砂混合成的，，其中高岭土密度为2.75g/cm3
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P642.22;P736

【参考文献】

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本文编号：2532878